Wechselstromsystemen

Wechselstromsysteme umfassen die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie, bei denen Spannung und Strom zeitlich periodisch wechseln. Die am häufigsten verwendete Form ist der sinusförmige Wechselstrom, dessen Charakteristikum die Frequenz und die Phasenlage ist. In vielen Ländern gilt eine Netzfrequenz von 50 Hz, in anderen Regionen 60 Hz.

Zentrale Bestandteile sind Erzeuger wie Generatoren, Übertrager, Übertragungs- und Verteilungsleitungen, sowie Schutzeinrichtungen, Messgeräte und Lasten. In einem Netz werden Wechselstromkreise durch Transformatoren mit geregeltem Hoch- oder Niederspannungsniveau verbunden, während Schutz- und Steuerungstechnik den sicheren Betrieb sicherstellt.

Ein wesentlicher Vorteil von Wechselstromsystemen ist die einfache Spannungswandlung mittels Transformatoren, wodurch Hochspannung für Langstreckenübertragung genutzt und am Ort der Nutzung auf niedrigere Spannungen abgesenkt werden kann. Dadurch sinken Leitungsverluste und die Netzstabilität wird verbessert. Typische dreiphasige Systeme unterstützen symmetrische Leistungslieferung.

Der europäische Versorgungsstandard setzt in der Regel 230 V Wechselspannung gegen Neutralleiter und 400 V zwischen zwei Phasen (Nennspannung 50 Hz). Netzstrukturen gliedern sich in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetze, die Erzeugung, Transport und Verteilung koordinieren. In vielen Systemen wird Leistungsregelung durch Verbraucher und Netzführung ergänzt, z. B. durch Leistungsfaktorkorrektur und Blindleistungsteuerung.

Mit dem Wandel zu dezentralen Erzeugungsanlagen und erneuerbaren Energien gewinnt die Netzregulierung an Bedeutung. Leistungselektronik, Frequenz- und Spannungsschutz sowie Demand-Response-Mechanismen tragen zur Stabilität der Wechselstromsysteme bei. In der Fachliteratur werden Wechselstromsysteme oft gegen Gleichstromsysteme als Vergleich erläutert.